黑曲霉固态发酵茶梗制备的单宁酶转化茶叶儿茶素研究

摘要

单宁酶(EC3.1.1.20)又称单宁酰基水解酶，它能够水解没食子单宁中的酯键和缩酚键，产生没食子酸和葡萄糖。单宁酶在食品、化妆品、皮革工业中具有广泛的应用。目前单宁酶的研究主要集中于菌种的选育及应用技术探索，而对于低成本的单宁酶发酵技术的研究尚不足。本研究对单宁酶产生菌株JMU-TS528进行鉴定，用茶叶梗固态发酵制备单宁酶，测定该单宁酶的酶学性质，研究其对乌龙茶和绿茶中儿茶素的转化作用。主要的实验结果如下：
　　 1)根据分子生物学鉴定和形态学观察结果，将单宁酶生产菌株JMU-TS528鉴定为Aspergillus niger；用茶梗为原料对黑曲霉JMU-TS528进行固态发酵，经过硫酸铵沉淀、离子交换层析和凝胶过滤层析等步骤制备获得单宁酶。
　　 2)该单宁酶的最适pH为5.5，最适温度为50℃，在pH3.0-7.0和4-60℃之间具有良好的稳定性；Al3+、EDTA、DTT对该单宁酶具有强烈的抑制作用，Fe2+、Fe3+、Ag+、SDS、Urea、Tween80和Triton X-100对该单宁酶具有激活作用；该单宁酶能水解没食子酸丙酯(PG)、表没食子儿茶素(ECG)、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、没食子儿茶素没食子酸酯(GCG)、单宁酸(TA)和双没食子酸(DG)等底物，但其对单宁酸的亲和性最强，而对GCG的最大反应速度和催化速率均最大。
　　 3)该单宁酶可有效水解乌龙茶和绿茶水浸出物中酯型儿茶素(EGCG、ECG和GCG)，生成非酯型儿茶素(EGC、EC和GC)和GA；其中，EGCG的转化速率高于ECG和GCG。经单宁酶处理后的乌龙茶水浸出物的DPPH'、ABTS'和OH'自由基清除率分别提高了14.5%、15.4%和44.5%，而经单宁酶处理后的绿茶水浸出物的DPPH'、ABTS'和OH'自由基清除率分别提高了24.5%、24.5%和61.7%。同时水浸出物的茶乳形成量减少，稳定性增强。
　　 本论文鉴定了一株产单宁酶的黑曲霉，以茶梗为原料固态发酵制备了单宁酶，确定了该单宁酶的酶学性质，明确了其对乌龙茶和绿茶的儿茶素具有良好的水解活性，可提高茶叶提取物的抗氧化活性及澄清度，为单宁酶的生产及应用提供了理论参考。

目录

文摘

英文文摘

第1章 引言

1.1 单宁酶的研究概况

1.2 单宁酶的来源

1.3 单宁酶的纯化

1.4 单宁酶的性质

1.5 单宁酶的基因

1.6 单宁酶的作用底物及反应特征

1.7 单宁酶的应用

1.8 本论文的研究目的和意义

1.9 本论文的主要研究内容

1.9.1 菌株JMU-TS528的鉴定及固态发酵茶叶梗制备单宁酶的研究

1.9.2 黑曲霉固态发酵的单宁酶的酶学性质研究

1.9.3 黑曲霉固态发酵的单宁酶对茶叶水浸出物中儿茶素的转化作用研究

第2章 菌株JMU-TS528的鉴定及固态发酵茶叶梗制备单宁酶的研究

2.1 材料

2.2 实验方法

2.3 结果与分析

2.3.1 单宁酶生产菌株JMU-TS528的鉴定

2.3.2 JMU-TS528菌株的形态特征

2.3.3 单宁酶的固态发酵

2.3.4 单宁酶的硫酸铵分级沉淀

2.3.5 单宁酶的离子交换层析及分子筛层析分离

2.4 小结

第3章 黑曲霉固态发酵单宁酶的酶学性质研究

3.1 材料

3.1.1 试剂

3.1.2 所用溶液及其制备

3.1.3 仪器

3.2 实验方法

3.3 结果与分析

3.3.1 pH对单宁酶活性和稳定性的影响

3.3.2 温度对单宁酶活性和稳定性的影响

3.3.3 金属离子、抑制剂、螯合剂和表面活性剂对单宁酶活性的影响

3.3.4 单宁酶底物特异性

3.3.5 单宁酶的酶动力学

3.4 小结

第4章 黑曲霉固态发酵的单宁酶对茶叶水浸出物中儿茶素的转化作用研究

4.1 材料

4.1.1 试剂

4.1.2 主要溶剂及其配制

4.1.3 仪器

4.2 实验方法

4.3 结果与分析

4.4 小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

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